雷达生命探测仪方案_终极版

第一篇：雷达生命探测仪方案_终极版

Life Detector®

雷达生命探测仪

 概述

每年，总有大量人员因为泥石流、隧道坍塌、建筑物崩倒、雪崩、火灾等灾害而丧失了宝贵的生命。我们的目标就是要缩短发现掩埋在坍塌的建筑、泥石流等灾难现场的幸存者的时间，从而

提高幸存者获救的几率、为幸存者赢得宝贵的时间。雷达生命探测仪通过感应和探测埋藏在废墟下的幸存者呼吸和心跳产生的微弱的电波来确定活体生命的存在。该产品主要用于搜救在地震、瓦斯爆炸、泥石流、塌陷等自然灾害中的幸存者。可深入到废墟深处的天线将探测到的结果传递给接收主机，主机通过分析计算将以声音和监视器显示波形的形式输出探测结果，可以避免外界杂音的干扰；且此探测仪也提供了改良的S/N比率，同传统模式相比，大大提升了识别生命体的能力。

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 原理

雷达生命探测仪利用无线电波探测幸存者的呼吸和移动：将雷达探头伸入到废墟的空隙后，探头发出的高频连续雷达波就可有效的覆盖废墟下大量的空间，如有轻微呼吸和移动，则接触到

人体后返回的雷达波在显示设备中以截然不同于普通雷达波的波形显示出来，并且伴有声音提示，救援人员即可根据雷达生命探测仪的提示迅速执行搜救行动。

工作原理如下图所示：

图1.1 原理示意图

在有幸存者与无幸存者的情况下，波形会以不同的形状被表示出来：

图1.2 无幸存者时波形 图1.3 有幸存者时波形

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 特色

☞ 高科技

 傅氏变换算法（FFT）的高效执行使DSP(电子信号处理器)得以高速运行。

 探测仪通过具有强大穿透能力（在一般的救援工作中可穿透泥土、混凝土、薄钢板等障碍物）的高频连续雷达波对幸存者生理活动的探测，从而实现对是否有幸存者的情况辨别。

 主机使用连续波雷达技术（军用航天技术,非低端产品所使用的民用脉冲雷达技术）,在30s内探测出200㎡、150m³范围内是否有幸存者。

☞ 高灵敏度

 其特殊的电路结构可消除不必要的反射波，新颖的超外差式系统使得超高灵敏度得以实现。 高频连续雷达波可以自动调整，亦可过滤无用的无线电波并自动做出高灵敏度的波形指示。

☞ 高效率

 通过防水防撞击且可从任何方位缝隙深入的伸缩式天线的深入，救援人员可从废墟中成功获取幸存者微弱的呼吸、心跳和移动信息。

 深入废墟的天线可避免受同一救援地点其他救援活动的干扰，大大提高救援工作的效率。 无需要个人电脑，探测仪皆通过自身进行调整、探测。 其简洁明了的操作界面及按钮使设备更易于应用。

☞ 适应性强

 电池持续工作时间：≥20小时（可外接汽车电源）。 使用美国Pelican安全箱（防水防尘抗压抗冲击）。 重量轻，便于携带。 整机防水设计（IP67）。

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 产品优势

 高科技的技术基础：整套设备使用高频连续波雷达技术，具有穿透性强、精确定位、抗干扰能力强、灵敏度高等优势。

 探测距离远、反应速度快：有效探测距离可达20m以上；在30s内可以预估150m³范围内

幸存者的位置信息，从而极大提高救援效率。

 强大的穿透能力：T-LD4-C雷达生命探测仪具有很强的介质穿透能力，（如土壤、砖墙废墟、包括穿透多层钢筋混凝土预制板废墟等遮挡介质）。

 灵活、高效的使用方式：天线采用高强度防撞击材料制成，置于高强度合金钢和不锈钢体内。与探测主机经由20m高频电缆相连接。插入式天线防水防撞击设计，分别由3节高强度不锈钢钢管连接，可以在任何有利方位插入废墟内部，天线深入废墟深处从而可以避免外界杂音的干扰；使用时不受地理条件的限制，可以灵活运用。

 20米高频电缆连接：雷达主机可以根据实时地理条件放置在远离探测区域的地方，而后端的操作人员只需控制主机即可，所有的数据都显示在主机上，从而保证了搜救过程中救援人员的安全。 灵敏度高：新颖的超外差系统处理技术，可探测到掩埋在废墟中的任何存活者,特别是可探测意识淡漠伤员的呼吸，具有很强的实用价值。

 简单明了的控制接口：主机面板按钮操作简单明了。当发现幸存者时,主机显示波形及警报声音，使用者即学即会，主机与天线分离设计，减少操作危险。

 抗干扰能力强：高速傅氏变换技术使复杂现场的各类干扰无法进入,具有很强的实用价值。

 使用范围广：广泛应用于地震、消防、坍塌等灾害，可以快速探测和搜寻被埋于倒塌建筑物、废墟、土壤、岩石等复杂环境中的人类幸存者，属于非接触、无约束、无损伤生命探测装置。 GPS卫星定位系统：实时对搜救人员进行定位，方便指挥中心对其行动动向进行了解和调整。 大容量存储：超大容量闪存卡可对长达32000小时的探测数据进行保存和记录。

 音频通讯系统：新一代产品整合与幸存者通讯系统，在探测到幸存者的同时，可深入废墟内等

狭窄受限空间与受害者进行通话，同时可以保证在嘈杂环境中，各救援队员之间的相互通话，从而做到无隙沟通，优化救援效率，保障救援队员和幸存者的生命安全。

 高速冲孔设备：在雷达天线无法深入的时候对障碍物进行冲孔操作，使天线探头可以深入搜救。

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 产品参数

 采用军用高频连续波雷达，具有穿透性强、精确定位、抗干扰能力强、灵敏度高等特性。 采用主机、天线分离式设计，在力求精确的基础上扩大搜救范围。

 探测距离：≥20m（建筑瓦砾、废墟内），30秒内可以预估200㎡、150m³内幸存者的位置信息。

 天线：采用高强度防撞击材料制成，置于高强度合金钢和不锈钢体内。与探测主机经由20m高频电缆相连接。采用插入式，分别由3节高强度不锈钢钢管连接，利于插入任何恶劣环境下的废墟中，天线插入废墟从而可以隔绝外界噪音的干扰；天线探测的结果传递给接收主机，主机通过分析计算将以声音和监视器显示波形的形式输出探测结果。 主机：集成数据分析系统在彩页液晶屏幕中显示即时探测的数据。

 音频通信系统：该仪器具备与幸存者通讯功能，在探测到幸存者的同时，可以深入废墟内等狭窄受限空间与受害者进行通话，同时可以保证在嘈杂环境中，各救援队员之间的相互通话，从而做到无隙沟通，优化救援效率，保障救援队员和幸存者的生命安全。

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 高速冲孔设备：在雷达天线无法深入的时候对障碍物进行强力冲孔操作，从而使得天线探头可深入搜救。

 GPS卫星定位系统：实时对搜救人员及地点进行定位，方便指挥中心了解和调整行动动向。 天线长度：1.5mx2；高频电缆长度：20m；阻抗：50欧。

 内置电池:DC12V，容量达24AH；连续工作时间≥20小时。 充电器：输入AC220V，输出DC12V。

 主探测单元：DC12V，高频功率：70mw或更低；尺寸520x400x200mm；重量：约12Kg。 整机防水等级：IP67。

 通讯系统整套包括：微型通讯主机、救援探杆（雷达天线）、带有吊杆话筒挡风板的探测型头戴耳机、探测管接头、绳索连接器、带安全钩的12m探测8绳、6m探测接口电缆、麦克风静音电缆、军用型pelican安全箱（防水防尘抗压抗冲击），便于携带。 另附产品说明书及视频光盘1套。

第二篇：雷达生命探测仪的工作原理

雷达生命探测的工作原理

美国莱福Lifelocator 3+型雷达生命探测仪实物图：

雷达生命探测仪是通过测试被探测者的呼吸运动或者移动来工作的。美国莱福雷达生命探测仪采用超宽带无线传输技术，在地震、建筑物坍塌、泥石流、雪崩等灾难现场，无需进入即可帮助消防特勤或抢险救援人员在2、3分钟内探测到被困人员。体积小、重量轻、无需探针和线缆、布置操作方便、并具防水功能。适用于现场工作环境并满足如下技术要求: 可帮助抢险救援人员几分钟内在地震、建筑物坍塌、泥石流、雪崩等灾难现场探测到被困人员。整套装置由雷达信号发射器和掌上电脑显示器组成；雷达发射器利用超宽带传输技术发射雷达波，并将信号处理后以无线的方式发射给掌上电脑；电脑内嵌入数百种人呼吸时胸部动态数据信号，掌上电脑将收到的信号进行杂波处理、波形比对后，直接给

出有无生命迹象的标志。使得救援人员的现场搜索工作变得非常简单。可与电脑连接传输数据，操作系统为windows mobile 6.0，中文操作菜单。不足之处是雷达波不能穿透大面积纯的金属板（钢筋混凝土可以穿透）。

特点：无探针、无线缆、体积小、重量轻、现场安装方便、操作简单（傻瓜型）、定位精确、坚固耐用、具有防水功能，可在雨天操作。

雷达生命探测的是采用无线探测发射器的原理： ◆尺寸：45×45×23 cm ◆重量：11kg（包括电池）

◆废墟瓦砾中探测距离：静止目标8m内，移动目标10m内

◆探测反应时间：可在3分钟内检测出瓦砾中是否有生命体存在，目标响应时间小于3s ◆穿透能力：可穿透10m深的废墟 ◆废墟瓦砾中探测范围：大于78 m2 ◆探测角度：120°角

◆符合美国联邦通信委员会（FCC）认证

◆无论在阳光下还是在黑暗环境中都能清晰读取掌薄数据 掌上操作显示器

◆PDA掌上电脑，方便携带

◆专业探测软件集成了上千种人体呼吸心跳模式，使探测结果更精确 ◆当探测到幸存者时，能显示其与探测器间的距离 ◆USB接口可与电脑连接传递数据

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第三篇：DKL生命探测仪

DKL生命探测仪

（一）特点

DKL生命探测器为目前世界上最先进的搜救仪器，体积轻巧仅约1公斤，手持式设计，携带方便，操作简单，性能优越于其他任何高科枝的搜救产品，并已广泛为世界上先进国家的军事、海关、海巡、消防、安全、救援、航天等政府部门使用。此产品是由美国高科技公司结合世界上最尖端的生化、介电质、超低频传导及DNA技术研发而成，已申请多项技术专利，此型号为DKL公司目前设计最成熟的产品。

（二）技术参数；

一、感应方式：侦测人体心脏所发射之超低频电波产生之电场，此极低频电波为30HZ或以下，其可穿透建筑物钢筋混凝土墙、钢门、树木等，开放空间侦测距离可达500公尺。

二、非感应目标：除人体以外之任何动物皆不被侦测。

三、侦测频率：超低频30HZ或以下。

四、垂直侦测角度：开放空间120度(上下各60度)，建筑物内80度(上下各40度)。

五、水平侦测角度：+/-2度(左右各2度)。

六、手握式操作，重量1公斤或以下。

七、侦测距离：不须使用任何工具即可更换下列二型侦测杆。1.伸缩式短距离型：0-20公尺； 2.伸缩式长距离型：0-500公尺。

八、目标锁定功能：当侦测到人体心脏所发出超低频电波产生之电场后侦测杆会自动锁定此电场，人体移动时，侦杆也会跟着移动。

九、电源：9伏特可充电式电瓶，充电时间14至16小时；操作时间：正常情况下12小时，若连续使用雷射光点辅助操作为2小时。

十、配备美国标准三A级雷射光点提供操作者寻找侦测杆方向。

（三）功能

提供抢救人员在进入搜救现场时先行确认其内部是否有人存活减低抢救人员搜救时的危险程度并在第一时间侦测出任何遮挡物背后的生存者。以被动接收方式侦测远端微弱心跳介电场的方向，并只侦测存活的人类而不受其它动物的干扰。能穿越钢板、水泥、复合材料、树丛等各种障碍物，使侦测距离在开放空间可达500米，水面上达1公里以上。经特殊处理，适用于各种恶劣的天气条件，维护简单而且故障率极低，如配合便携式电脑及专用的人工智能软件，即可产生侦测的图像和声音信息，进一步提高操作人员的判别能力，同时也可减少新手训练的时间。

（四）工作原理

DKL专利技术是集合人体心脏的生理学研究和物理学的一个叫做介电泳的分支的研究而成，该分支处理非均匀电场中的电介质材料特性。心脏的每次跳动产生一个微弱的电场信号。这些信号构成了在人体周围360度扩展的超低频非均匀电场。人体的每一个部分都对该电场产生影响，但心脏周围的电场行为是主要的电场产生地。

心生命探测器的专利滤波电路允许只有人体非均匀电场才能对生命探测器中的特殊电介质材料进行极化。当生命探测器穿过人体电场时，电介质材料被极化。正电荷和负电荷分离，并且分别被收集到设备的两端。生命探测器就指向非均匀电场的最强部分。

DKL配备特殊电波过滤器，可将其他异于人类的动物，诸如狗、猫、牛、马、猪等不同于人类的频率加以过滤去除，使DKL生命探测器只会感应到人类所发出的频率产生之电场。

（五）工作范围

有效距离: DKL配备两种不同侦测杆，长距离侦测杆侦测距离可达500公尺，短距离为20公尺。DKL在碰到障碍物诸如钢筋混凝墙，钢板等时，侦测距离会减少，雷射光可增加10%侦测距离。垂直角度

没有障碍物时：上下各60度，总计120度。有障碍物时：上下各40-50度，总计80-100度。水平侦测角度:左右各2度，总计4度。

2012年3月19日

授课人；刘鸟涛

第四篇：管线探测仪检验报告

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管线探测仪检验报告

DFGX-S地下管线探测仪由一台发射机和一台接收机构成，用于地下金属管线路由的精确定位、深度测量和长距离的追踪。DFGX-S地下管线探测仪采用了多线圈电磁技术，提高了金属管线定位定深的精度和目标金属管线的识别能力，在金属管线密集复杂的区域也能准确地对目标金属管线进行追踪和定位，因而该仪器在电信、网通、移动、联通、铁通、电力、自来水、煤气、物探、石化和市政等行业中得到了广泛的应用。

DFGX-S地下管线探测仪提供多种可选附件，从而增加了它们的用途，扩展了它们的应用范围。

以下为管线探测仪省级计量院测试报告

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第五篇：雷达基础知识

雷达工作时发射无线电波，依靠接收器接收物体反射回波来判断其距离，速度和移动路线 雷达技术定义：

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雷达技术就是利用电磁波对目标进行测向和定位。它发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，经过处理来获取目标的距离、方位和高度等信息。雷达一词是英文Radar的音译，它是Radio Detection and Ranging几个英文单词词头的缩写，意为“无线电检测和测距”。雷达技术涉及到天线、接收、发射、控制、显示、数据处理、收发开关、调制器、定时器及微电子等技术领域。雷达技术作为一种技术探测手段，具有白天黑夜均能检测到远距离的较小目标，不为云、雾和两所阻挡，具有探测距离远，测量目标参数速度快等特点，因此，它不仅用于军事目的，还广泛地应用到民用事业和各项科学研究中，如交通管制、气象预报、资源探测、航天、电离层结构和天体研究等等。雷达可以按照不同的方法进行分类：按雷达波段可分为米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达、毫米波雷达及其他波段雷达等；按雷达发射信号形式或信息加工方式可分为脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达、动目标显示雷达、脉冲多卜勒雷达等；按雷达架设地点不同可分为地面雷达、航空器载(机载)雷达、船舶载雷达、航天器载雷达等；按雷达完成的战术任务不同可分为：远程和超远程警戒雷达、指挥引导雷达、炮瞄雷达、跟踪测量雷达、导弹制导雷达、航空管制雷达和气象雷达等；按天线特点可分为相控阵雷达，合成孔径雷达和共形天线雷达等等。不论怎么分类，雷达基本上划分为连续波和脉冲雷达两大类。各类雷达的研究、发展和设置由雷达所承担的任务来决定。国外概况：

雷达技术的基本概念形成于20世纪初。20年代的研究证明了雷达技术可发现船只，并用于测量电离层的高度。30年代初开始研制探测飞机的脉冲雷达技术。从30年代中开始，军事部门利用雷达技术来测定远距离或看不见的目标的方向、距离和大小之后，雷达技术得到了迅速发展。特别是在第二次世界大战初期，英国利用新出现的雷达设备在邻近德国的本土海岸线上(英伦海峡沿岸)布设了一道观测敌方飞机的早期报警雷达链，使伦敦城及其周围的机场不致遭到德国法西斯入侵飞机的突袭，对保卫英国本土起了决定性的作用，从此，雷达技术引起世界各国的关注。在第二次世界大战期间，由于作战的需要，雷达技术发展极为迅速，新的雷达器件不断现出，雷达使用频率不断扩展，作战使用效率不断提高。在战前的雷达器件和技术只能达到几十兆赫。大战初期，德国首先研制成大功率三、四极电子管后，雷达工作频率可达500兆赫以上，这不仅提高了雷达探索和引导飞机的精度，而且也提高了高炮控制雷达的性能，使高炮命中率更高，1939年，英国发明工作频率为3000兆赫的功率磁控管以后，雷达技术开始向空中发展，地面与空中雷达投入使用，使盟军在空战和海-空作战方面取得了优势。大战后期，美国进一步把雷达技术使用的磁控管的工作频率提高到10吉赫，实现了机载雷达小型化并提高了测量精度。在高炮火控方面，精密自动跟踪雷达技术使高炮命中率从战争初期的数千发炮弹击落一架飞机，提高到数十发击中一架飞机，命中率提高了二个数量级。随着电子技术和武器装备的发展，雷达技术不断向前推进，新的雷达体制不断涌现，并相继建立了许多防空预警雷达系统(网)。就雷达技术和体制而言，40年代后期出现了动目标显示技术，诞生了动目标显示雷达，这有利于从地杂波和云雨等杂波背景中发现目标。50年代，雷达技术已经较广泛地采用了动目标显示、单脉冲测角和跟踪以及脉冲压缩技术，并研制出高分辨力的合成孔径雷达技术。60年代出现了相控阵雷达、超视距雷达和三坐标雷达，并将合成孔径雷达推广到民用。70年代固态相控阵雷达和脉冲多普勒雷达问世。从雷达技术的应用而言，随着50年代高速喷气式飞机的出现，60年代低空突防飞机、部分轨道轰炸武器和中、远程弹道导弹以及军用卫星的出现，人们研制了低空警戒雷达、超远程警戒和跟踪测量雷达，并建立了专门用于对付这些目标的雷达预警系统，如50年代美国为对付前苏联远程轰炸机的威胁，相继建立了“松树预警线”、“远程预警线”和“中加拿大预警线”；60年代为对付弹道导弹威胁建立了“北方弹道导弹预警系统”；60年代至70年代初建立了“潜射弹道导弹预警系统”；到70年代和80年代又决定用更先进的雷达(包括固态大型相控阵雷达)对上述系统进行改进，以使这些防空预警系统现代化，并使其中的一些大型系统具备一机多能(情报搜集、预警、跟踪、对空间目标的编目监视以及攻击制定)和对付多目标的能力。目前，美国和前苏联的雷达(现在主要由俄罗斯接管)无论从雷达体制的多样性、雷达技术水平的先进性、雷达预警系统的完整性以及大型雷达的数量等方面看，它们均处于世界前列，各种体制的雷达，它们都拥有，有的只有它们建成了，如大型后向散射超视距雷达，美国从80年代初到90年代初建造了两部。前苏联从80年代初开始至苏联解体时为止，共建造了四部。探测距离与跟踪距离达数千公里的大型雷达及雷达网，国外只有它们两家拥有。如陆(海)基先进的大型相控阵雷达系统，前苏联最多，达20多部，美国也有9部。这些大型雷达系统一部的建造费用少则几千万美元，多则达数亿美元，如美国的后向散射超视距雷达(原计划用25亿美元建四部)。陆基大型相控阵雷达尽管技术上已经成熟和完善，但是，冷战结束后，其发展暂处于稳定状态，近几年，美国和俄罗斯很少新建这类雷达，相反，俄罗斯由于经济方面的原因，其大型相控阵雷达的数量还在减少，如1998年8月已关闭了位于拉脱维亚的雷达站。另一方面，由于相控阵雷达具有一机多能、波束易控以及对付多目标等优点，它在机载和舰船载应用方面仍是雷达技术发展的方向，国外仍在大力发展中，如美国、英国、法国等均在为先进战斗机及联合攻击战斗机研制固态相控阵雷达，以提高战斗机的多目标、多功能及远程攻击能力；美国和以色列等国家还在研制新的装载相控阵雷达的预警飞机。

雷达技术从军方开始利用它来测定远距离或看不见的目标的方向、距离、大小等为起点，其发展已经历了六十多年，时至今日，仍方兴未艾，蓬勃发展。雷达体制从开始时单一的脉冲制，发展成为今天拥有动目标显示、合成孔径、相控阵、超视距以及脉冲多普勒等多种体制。雷达功能不断扩展，当初主要是观察空中飞机，现在观测目标已拓宽到从地下到空间的多类目标，如地下工事、地下指挥所、地面和海面慢速移动目标、低空和超低空飞行目标、空中的有人驾驶和无人驾驶飞行器、固定机翼和旋转机翼飞行器、空间航天飞行器、运载火箭以及弹道导弹等等；当初主要是主动、快速获取目标信息的手段，除此之外，它现在还是各类先进作战平台实现精确打击的必备设备，是发展先进武器系统测试评估的手段。雷达功能的拓展要求雷达技术的发展必须满足这些要求，这就促使雷达技术向多功能(搜索、检测和跟踪)；多模工作方式；地面和海上雷达相互融汇；天线系统采用电扫阵列、合成孔径、工作频段宽、辐射能力强、重量轻和噪声低的器件；机动性强、可移动或易移动；采用双/多基地雷达和逆合成孔径雷达，以进一步提高抗干扰、抗摧毁和对付隐身目标的能力；采用相控阵技术发展三坐标低空补盲雷达；雷达系统信号处理的数字化和智能化等方向发展。影响：

雷达技术对国防科技和武器装备发展的影响主要体现在下列三方面：1.是军事上实时、主动、全天候获取各类目标信息不可缺少的技术探测手段，是收集各种军事情报的传感器技术之一，是“千里眼”。在当今高技术条件下，对一个战区乃至全球多方面的情报收集、处理、分发是指挥员做出正确决策和快速响应必不可少的前提，在防空及各军兵种与各个级别上的战略、战术指挥控制与通信(C3I)系统中，雷达技术是主动获取信息的重要手段，是其它探测手段不能替代的。2.雷达是先进作战平台的组成部分，其作用是人们研制各类武器系统最为关心的。例如，先进的机载脉冲多普勒火控雷达是战斗机火控系统的关键设备，西方主要国家早已将其装备部队，它们还在为更先进的战斗机研制固态相控阵雷达，以提高战斗机的多目标、多功能及远程攻击能力；机载轰炸雷达是轰炸机提高轰炸成功率的重要保证，使轰炸可以不受气象条件和白天黑夜的限制，并可与激光瞄准设备相配合，实现精确打击的目的；地形跟踪和地形回避雷达可使轰炸机、战斗机和巡航导弹实现低空、超低空安全隐蔽接近作战地域和要攻击的目标。3.雷达技术是发展先进武器系统测试评估的技术手段。例如各种精密打击武器，在其研制过程及最终性能评估中，必须要有精密测量雷达对其飞行轨迹、落点精度等进行测量与鉴定；在导弹和卫星的研制和发展中，雷达是弹道参数测量、真假目标识别、突防能力检验、卫星安全控制及轨道测量等必不可少的手段。由此可见，雷达技术是一个国家国防和武器装备现代化以及国防科技发展必不可少的技术。?? [ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ [技术难点] 雷达技术经历了六十多年的发展之后，目前最关键的是如何与数字计算机相结合，使之成为一个完整的统一体，以实现从原始的回波信号中实时提取大量有用信息，并以简便、直观方式显示给操作人员，送达到与其相配合的武器系统，使雷达系统能执行更多的任务，能自适应环境而工作。由于雷达技术与现代武器系统密不可分，它所要探测的目标种类越来越多，这就要求雷达需要解决的技术难题也很多。1.要解决多目标识别(尤以非合作目标的识别)问题；2.要解决对低空、超低空目标的探测以及对低空和地面移动目标的探测问题；3.要解决对付隐身目标、寻的导弹、反辐射导弹的攻击；4.要解决一机多能及抗电子干扰问题；5.要解决轻重量、以满足平台升高、机载和星载应用要求；6.要研制不同波段的合成孔径雷达等。机载雷达的发展概况

六十年来，国外机载雷达已发展成九大类，数百个型号。其中，军用机载雷达占大多数。现在，军用机载达不但已经成为各种军用飞机必不可少的重要电子装备，而且其性能优劣已成为军用飞机性能的重要标志。

1、六十年的发展历程

军用机载雷达是30 年代诞生的。当时机载雷达使用的是笨重的米波振子阵列天线，而且被安装在飞机机头和机翼的外侧。二战期间，尽管磁控管在雷达中广泛使用后出现了多种型号的10 厘米和3 厘米波段的军用机载雷达，有了空对地（搜索）轰炸、空对空（截击）火控、敌我识别、无线电高度（计）、护尾告警等类型，但它们的技术水平却很低。它们所采用的信号不过是脉冲调制和调频连续波两种；发射管不过是多极真空管和磁控管；天线不过是振子和抛物反射面；显示器全都采用阴极射线管；自动角度跟踪和距离跟踪系统多数用机电式，技术上还不够完善。当时较新的技术只有机械式电扫描天线，动目标显示和传送雷达信号到地面观测站的中继线路这三项。

二战以后,机载雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、结合敌我识别的组合系统、结合计算机的自动截击火控系统、地形回避和地形跟随、无源或有源的相控阵，频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达系统。分系统所采用的新技术有高效矩阵平板线、全固态相控阵的收发单元功能模块、低噪声射频接收场效应放大器、高频率稳定频率综合器、数字式信号处理与数据处理、可编程的功率控制和数字处理、彩色电视光栅扫描变换显示、大功率的液压或力矩马达的天线驱动、控制指令和信息传输的数字总线、计算机控制的机内自检系统等。所采用的新器件有栅控功率行波管、砷化镓射频器件、高速大规模集成电路等。目前装备各国的军用飞机的雷达已有所需的各种类型、各种性能；覆盖从分米波到光波的宽广频域；不同复杂程度雷达的可*性达到100～1000小时MTBF。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/、90年代的机载雷达

90年代在各国军用飞机上装备的产品都具有很高的技术水平。雷达波段通常为X与Kｕ波段；预警雷达使用更长波段；直升机雷达使用毫米波段。雷达的波形通常为具有高、中、低脉冲重复频率的全波形脉冲多普勒全相参系统。发射机通常使用功率行波管。天线一般使用平板缝阵天线，并向无源相控阵以至有源相控阵过渡。信号处理已基本实现数字化；数据处理也已实现数字计算机化；由于微处理机的快速发展而使信号处理与数据处理合并在同一个可编程处理机中进行。机载雷达的显示信息均已变换成电视制式信号在飞机的综合显示系统中显示。雷达的可*性因大规模集成电路的使用和模块化设计而大幅度提高；雷达的维护性则由于机内自检与试验台的广泛使用而得到极大改善。雷达的体积与重量逐年降低；功耗则稳定在合理水平上。

美国隐形飞机上装备的最新一代机载雷达与过去50年装备使用的有很大差别。出于隐形的要求，必须装备低截获概率雷达。相控阵天线具有较好的隐身性能，而其技术进展已到了实用阶段，因而成为首选的系统。B-2隐身轰炸机的AN/APQ-181和F-22隐形战斗机的AN/APG-77分别采用无源和有源的二维相控阵天线。F-117A隐形攻击机为了保持其隐形特性与突出对地攻击的能力，它仅装备红外探测和制导激光炸弹的激光照射设备，没有装备主动微波雷达。正在研制的隐形直升机RAH-66则采用传播衰减较大的短毫米波段以保持其隐形特性。新一代军用机载雷达的另一特点是模块化和在航空电子系统中的集成化。无论是APG-77还是APG-181雷达，它所构成的组件大量采用其它主力飞机所装备的APG-68、APG-70/APG-73和APG-164等雷达的模块，它们之中有很高比例的模块通用性。由于这一代飞机已逐步采用集成航空电子系统设计，雷达在传统上作为一个完整设备的特征开始消失。在“数字航空集成系统（DAIS）”中，雷达的数据输入与输出，及其控制指令都通过数据总线（在美军用飞机中采用军用1553B数据总线）传输，雷达已没有独立的显示控制分系统。在F-22飞机的“宝石柱”模块化集成航空电子系统中，由于大量的信号处理，数据处理和显示控制功能都已由飞机的集成航空电子系统的信号处理区、任务处理区与集成显示器来完成，APG-77雷达只剩下有源单元电扫阵列（AESA）和可编程信号处理机。有源单元是用砷化镓材料制造的单片微波集成电路（MMIC）收发模块，并直接连接小型辐射器。新一代军用机载雷达在使用上的特点便于维护、使用周期长。航空电子系统的机内自检（BIT）系统能够自动检测与隔离故障。判明故障以后，更换通用性较强的模块也很方便。而有源阵列天线更具备“整机性能柔性下降”的能力，不会发生致命性突然失效，因而在很大程度上减少了外场的维护工作。、21世纪的机载雷达

90年代以来，国际形势趋于缓和，因而大大减少了军用飞机用雷达的需求。军用飞机未来发展方向可归纳为隐形、高机动性、多用途化以及武器制导的精确化。21世纪军用飞机的航行、探测与识别目标、隐蔽自身、精确攻击、战果确认等各个阶段都需要有更先进的雷达设备。以相控阵技术为基础的多功能机载雷达可使未来的军用飞机履行多种类型的作战任务，使之成为多用途的军用飞机。

20世纪后半叶，以数字计算和大模集成电路为基础的电子技术得到飞速发展，为军用机载雷达跨进21世纪和实现重大转折奠定了技术基础。雷达获取的信息已从最初的回波有无的检测和距离测量发展到距离、角度、速度四维参数的测量和目标频率特征的分析；从单频单极化发展到宽频多极化以获取更广泛的目标与背景信息；用逆散射特征获取目标尺寸和形状的信息。雷达的频段将向更短（毫米波、红外、激光）和更长（分米波、米波）两个方向发展，以获得更高分辨率、更高抗干扰能力、更多的目标特征或更高的穿透能力。雷达射频能量的产生、辐射、波束控制和接收将由传统的发射机、天线、接收机三大部件转变为数以百、千计的相位控制阵列的收发组件。这种无需转动天线、可用计算机控制天线波束以及“柔性性能下降”特性，更适应多功能机载场合的需要。随着工艺和技术水平的进一步提高，相控阵列还会向飞机机体的仿形阵和敏感蒙皮的方向发展，那将是机载雷达由目前的立体结构向面状分布的根本变化。雷达的信号、数据等信息的处理将实现数字化和综合化。不但雷达内部各种处理系统可以通过编程完成各项处理功能，而且航空电子系统可以把包括雷达在内的各电子设备的信息处理综合在一起，由统一的处理机来处理。这就是美国目前已经推行的“宝石柱”和即将推行的“宝石台”航空电子集成化计划的要点。雷达的控制和显示，目前已通过数据总线并入航空电子集成系统之中。数据总线将逐步改用光纤传送；控制将尽量由计算机按程序来完成；必需由人员亲自干预的控制将用语音来完成，以减少手控动作和控制装置；雷达显示将在集成彩色平板显示屏上出现。

21世纪，雷达的可*性和可维修性将有根本的改进。虽然雷达的功能和性能都已不断发展与提高，但经过长期对可*性改进、雷达测试设备和机内自检系统的研究，目前已使平均无故障工作时间达到200小时以上，外场平均修复时间降到20分钟。相控阵雷达所具有的柔性性能下降特性还有可能使机载雷达逐步做到使用期内免修。雷达的设计和研制方法已经发生很大的变化。计算机在设计、制造、测试过程中取代了大量的人力。雷达的标准化、系列化和组合（模块）化改变了传统的设计方法。它将使机载雷达的设计量减少、研制周期缩短；零部件的通用性提高；雷达的发展已形成系列。由于目前军用机载雷达已面临人为电子干扰、目标低空突防、遭受反辐射导弹攻击、目标隐身和高功率能束武器攻击等多种对抗环境，人们需要更多地研究与采用各种对抗措施。未来的雷达研制工作将侧重系统研究和设计，按照用户的各项要求采用成熟的雷达技术和商用元器件与模块，并用较短时间制成所需的产品。

若综合应用上述已取得或正在取得的高新技术成果，21世纪的军用机载雷达将会普遍采用脉冲多普勒系统，以具备下视能力；具有多目标探测、识别和攻击能力，以对付多个目标；同时具有地形跟随与地形回避能力，以超低空突防；具有合成孔径和逆合成孔径能力，以具备高分辨能力；采用无源或有源相控阵天线，以具备多功能、高可*性等超级能力；采用毫米波、红外与激光探测跟踪器，以适应特殊要求；具有风切变探测能力，以确保飞机着陆时的安全。21世纪的军用机载雷达还会继续探索并解决一系列新概念、新课题，以对付隐身目标、抑制干扰、识别敌我、充分利用电磁信息的能力。军用机载雷达将会发展成一个以微波雷达为主体、集多频段探测器为一体，进行多传感器数据融合的集成系统；将是一个低截获概率的、能探测隐身目标的探测系统；将具备自适应对抗各种人为电子干扰、抗击反辐射武器和高功率束射武器能力的探测系统；将具备远距离识别敌方目标、二维高分辨能力的探测系统；将是一个利用机身和机翼外表仿形安装的共形阵探测系统或敏感蒙皮系统。

战斗机雷达基本概念

首先，现在在世界上能够独立设计和制造现代战斗机雷达的能力的公司，仅有十几个而已。美国有休斯（后来被合并到雷锡恩公司）、西屋（Westinghouse，后被合并到诺斯若普－格鲁曼）公司、埃莫森(Emerson)公司和GE（后被合并到洛克西德－马丁）公司等。从以上说明也可以看到，美国的雷达公司们一般来说开始都是综合性电子公司出身，后来则逐步被合并到航空、防务公司集团中去的。在欧洲，本来有英国的马克罗尼公司（Gec Marconi）和法国的汤普森CSF公司，后来合并为泰雷斯公司。这两者都是有名的雷达制造企业，我国在外贸产品上也采用过这些公司的产品。另外，法国的达索公司不是专门的雷达公司，但为了阵风的开发，也参与制造战斗机雷达。另外的国家，这有瑞典的萨伯（Saab）公司，和以色列的埃尔塔（Elta）公司等。这些几乎就是西方系列的主流雷达制造公司的全部了。这也反映了要设计一个当代的优秀战斗机雷达，是一件多么困难的事情。先说两个术语，波段（Band）和模式（Mode）。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ 波段：指的是雷达波长的范围，根据雷达的种类和用途，其使用的波段都不一样，像C波段，Ku波段等等，都是指这些（译者注：波段的编号有新旧两种记号方式，后续文章再进行说明）。

模式：说的就是雷达用于特种目的的使用方式，现代的雷达都是采用多种模式的雷达。简单来说，有空对空模式，空对地模式等等等，第三代战斗机的雷达一般拥有18种左右的模式，但F－18战斗机采用的AN/APG-65雷达则拥有28个模式（因为F－18应该称为F/A-18，是第三代战斗机中少数拥有常备多任务的战斗机）。现在简单罗列一下这些模式： * AIR-TO-AIR.空对空模式

Range While Search(RWS)– 搜索及测距模式

Track While Scan(TWS)– 边扫描边追踪模式 TRACK AND SCAN（TAS）34.....F-104 的雷达 AN/APG-50......F-4 基本型的雷达。雷达是什么？

RADAR 是RAdio Detection And Ranging的缩略语。简单来说，雷达就是一种发射电磁能量(electromagnetic energy)，并收到从目标物体反射而来的反射波(echo)来知道目标方位信息的一种仪器。现在随着雷达技术的发展，已经能够把握目标物体的外形特征了。从这里可以看出，从目标物体反射的信号(echo signal)体现则所有目标信息，重要性如同雷达工学中的生命。

从反射波可以获得很多信息。首先，与目标的距离(军用名词标识为range，与distance同义)是通过说放出的电磁波返回的时间（Round trip time）来测算的。由于电磁波的速度相当于光速，是通过常数C(约 30万 km/sec)乘与 Round trip time/2 来计算的。(往返距离应该除以2是吧？)?}然后是目标的方向。首先目标的坐标(coordinates)根据目标所处的空间可分为2维(2 Dimension, 2D)和3维(3 Dimension, 3D)。（做图形设计或者玩游戏的人都知道^^）海上的舰艇或者地面目标，由于不能上下移动，可看作二维物体，而飞在空中的飞机或者水下的潜艇，拥有一个高度（或者潜深）的概念，当然要适用三维坐标。

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ 一般的航海雷达或者远程预警雷达(Air Surveillance)都是2D雷达。反之，战斗机雷达则都是三维雷达（没有高度信息的雷达，对蕉坊比皇敲挥玫腲^）。二位雷达一般进行360度旋转，而战斗机雷达不能监控360赌全方位，一般来说120度是期探测极限范围。再对2D和3D进行分析：

首先要区分的概念，就是方位(Bearing)和方向(Direction)。

“方位”是二维概念，以自身位置为中心来标识目标的相对位置。相对的，“方向”是包括了“方位 + 高度”的三维概念。这里面的方位和二维所说的方位是同一个东西，但一般用Azimuth来表示。一般的表现方式就是以方位角(azimuth angle)来标识的。在雷达用名词里面，高度不是以一般名词Altitude，而是用Elevation来表示的。因为这里所说的高度并不是海拔高度，而是相对于自身的目标相对高度。因此表示起来也不会用“**米高度”而是以“高度角××”来表示的，英语就是elevation angle。整理一下，就是： 2D = Bearing + Range(方位 + 距离)3D = Azimuth + Elevation + Range(方位 + 高度 + 距离 = 方向 + 距离)[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ 这样，就能确定目标的二维或三维位置信息。以飞机目标为例，就会表示为“Azimuth angle 270度 + Elevation angle 15 度 + Range 70 km” 这种方式。

想象一下无线广播。就像是从一个火堆散发热量，从一个大大的天线中，电波会散播到周围。这时候是不能知道接收信息的对象是哪些的。如果雷达波也是这样的话，就只会根据反射波知道周围有物体，而不能知道目标在什么地方。

那么雷达是怎么探知目标位置的呢？ 雷达之所以能够认知到目标方位，是因为雷达是将电磁波作为控制得很窄的波束(beam)的形态来发射的。用这种控制良好的波束来“很勤劳地”反复射向想要搜索的目标区域，并用一定的顺序来扫描，所以就能够探测到目标的方位的。举例来说，弱这个波束的宽度是90度角，那么向东西南北各发射看看，如果南方有回波，那就能知道目标在南边，就是这个原理。同样，如果将波束的宽度再次细分，调整到每1度、2度，那么就能够获得更加精确的方向。就是这种精确探测能力的程度，被称为角解析度(Angular Resolution)。波束宽度变得越窄，角解析度救护变得越高。在雷达天线的驱动装置上面，就有Angle Tracking System，当接收到 echo的时候，就会一直不断地计算正确的角度。这个角度，就是目标的方向信息。雷达的波束鞑子可以分为两类：一个是伞形波束(fan beam)，另一个是铅笔波束(pancil beam)。伞形波束就如同以切好的西瓜片，铅笔波束这是一个如同铅笔的很细很长的圆锥形波束。形容波束的形状也是用角度(angle)来表示的。就像“Azimuth 几度, Elevation 几度”这个样子。